CN111203738A - 一种开口薄壁零件基准面加工无应力装夹方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开口薄壁零件基准面加工无应力装夹方法，可以使开口薄壁零件在加工基准面时保持无应力装夹状态，满足加工精度要求。以基座为硬件基础，热熔胶与低熔点合金分别为重要元素和主要元素，通过热熔胶限制开口薄壁零件在基座中的位置，在一定温度下固‑液转换的低熔点合金为开口薄壁零件提供支撑力以及刚性，最终实现开口薄壁零件精加工前的基准面铣削加工。
Description
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，具体是一种无应力装夹方法，可以使开口薄壁零件在加工基准面时保持无应力状态，满足加工精度要求。
背景技术
开口薄壁零件的特殊结构使得其抗扭性能弱，粗加工、热处理等工序均容易导致扭曲变形，使得基准平面产生翘曲，因而精加工前必须重新铣削加工，以确保最终加工形位精度满足指标要求。
在零件铣削加工过程中，定位装夹是极其重要的一个环节，关系到工件精度、生产安全、加工效率等多项要素。目前零件的装夹形式主要有以下几种：压板压紧、虎钳夹持或真空吸盘等，但在开口薄壁零件精加工前的基准面铣削加工过程中，这几种形式均无法满足基准面加工精度要求。
压板压紧、虎钳夹持或真空吸盘等形式为刚性装夹，装夹后会强制性地将翘曲的基准面保持平整。但是在加工完成后，松开夹具，零件又会因弹性变形而恢复到原先的翘曲状态，加工过程中满足指标的形位精度受到破坏，导致零件的不合格。因而，必须寻找一种替代的无应力装夹模式，以满足该类零件的高精度加工要求。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种无应力装夹方法，以解决开口薄壁零件精加工前的基准面加工问题。
技术方案
一种开口薄壁零件基准面加工无应力装夹方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将半精加工完成的开口薄壁零件装入基座，用基座内腔基准台定位；所述的基座为开口的方形件，在内壁的两个侧面设有与开口薄壁零件相贴合的凸台，用于基准定位；
步骤2：在开口薄壁零件与基座定位基准接触处和底部施加热熔胶，使初步固化；所述的基准接触处的点胶处大于3处，底部的点胶处大于5处；
步骤3：在基座内倒入融化的低熔点合金液，液面低于基座上端面5mm；所述的低熔点合金液的熔点为70°；
步骤4：等待温度下降至合金熔点温度，合金固化，基座和开口薄壁零件形成一体为工件-夹具系统；
步骤5：将加工完成的工件-夹具系统放入烘箱，温度调至合金熔点之上；
步骤6：低熔点合金完全融化后从烘箱内取出工件-夹具系统；
步骤7：取出工件，清理干净。
有益效果
本发明提出的一种开口薄壁零件基准面加工无应力装夹方法，有益效果如下：
(1)保证定位精度。热熔胶的应用限制住整个装夹过程中开口薄壁零件的位置，预防低熔点合金溶液的冲击与流动带来零件失位，进而导致合金溶液进入定位接触面，破坏定位基准的风险，有效地控制了开口薄壁零件与基座之间的相对位置，有助于提升零件批量加工效率，保证零件加工精度。
(2)无应力装夹。整个装夹过程未使用刚性连接方式，均在开口薄壁零件处于自由应力状态下进行定位与夹持，未引入破坏开口薄壁零件内部应力并致使其弹性变形的外力，因而有助于确保零件加工精度。
(3)抑制铣削振动。低熔点合金在液态下可到达液面下零件任意位置，与零件表面紧密接触，待固化后，基本和零件成为整体，大大提高了薄壁零件的刚性，可以有效抑制铣削颤振，从而有助于确保零件加工表面质量。
附图说明
图1为开口薄壁零件基准面加工无应力装夹方法示意图
1-基座、2-开口薄壁零件、3-第一定位面、4-第二定位面、5-点胶处(内外侧保持对应均布)、6-合金填充区域
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明的技术方案如下：
1)装夹元素
本发明包含以下装夹元素：基座、热熔胶、低熔点合金。
2)装夹原理
基座是装夹方法的基础元素，是开口薄壁零件与机床虎钳夹具的中间体，其主要功能为开口薄壁零件提供基准定位与工件支撑，同时作为低熔点合金的充盈池；
热熔胶是装夹方法中的重要元素，用于限制开口薄壁零件在基座中的位置，预防低熔点合金溶液的冲击与流动带来零件失位，进而导致合金溶液进入定位接触面，破坏定位基准的风险。
低熔点合金是装夹方法中的主要元素，为开口薄壁零件基准面铣削提供支撑力以及刚性，确保铣削过程中不会出现零件移位、振动等影响基准面加工精度的状况。
3)装夹方法
将开口薄壁零件放入基座，靠紧定位台面，在开口薄壁零件与基座基准定位处施加热熔胶，使之初步固化，并固定工件。将融为液体的低熔点合金均匀倒入基座，液面低于基座上端面5mm。待低熔点合金冷却固化后，零件与夹具系统即成为一体，用于基准面精密铣削加工。
4)拆卸方法
将基准面加工完成的工件-夹具系统放入烘箱，烘箱温度调至合金熔点之上，待低熔点合金完全融化后，取出开口薄壁零件。
参见附图1，本发明实施过程如下：
1)将半精加工完成的开口薄壁零件装入基座，用基座内腔基准台定位；
2)在开口薄壁零件与基座定位基准接触处施加热熔胶，使初步固化；
3)倒入融化的低熔点合金液，液面低于基座上端面5mm；
4)等待温度下降至合金熔点温度，合金固化，装夹系统即形成一体；
5)将基准面加工完成的工件-夹具系统放入烘箱，温度调至合金熔点之上。6)低熔点合金完全融化后从烘箱内取出工件-夹具系统；
7)取出工件，清理干净。
Claims (1)
1.一种开口薄壁零件基准面加工无应力装夹方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将半精加工完成的开口薄壁零件装入基座，用基座内腔基准台定位；所述的基座为开口的方形件，在内壁的两个侧面设有与开口薄壁零件相贴合的凸台，用于基准定位；
步骤2：在开口薄壁零件与基座定位基准接触处和底部施加热熔胶，使初步固化；所述的基准接触处的点胶处大于3处，底部的点胶处大于5处；
步骤3：在基座内倒入融化的低熔点合金液，液面低于基座上端面5mm；所述的低熔点合金液的熔点为70°；
步骤4：等待温度下降至合金熔点温度，合金固化，基座和开口薄壁零件形成一体为工件-夹具系统；
步骤5：将加工完成的工件-夹具系统放入烘箱，温度调至合金熔点之上；
步骤6：低熔点合金完全融化后从烘箱内取出工件-夹具系统；
步骤7：取出工件，清理干净。
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